日本东丽公司是如何研制出T1100G和T2000碳纤维的？

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文/碳纤维生产技术（微信号：txwscjs）

碳纤维是高比强度、比模量，并具有优异耐疲劳性、耐特殊环境等性能。基于碳纤维具有的这些特性，航空、航天、工业、体育用品领域的用途高速增长。同时，高端用途方面则进一步要求碳纤维有更高的性能。

碳纤维生产技术小编就为您整理一下，目前世界上最高强度碳纤维T1100G、T2000是如何研制出来的，秘诀在哪里。

关于T1100G

日本东丽公司通过突破碳化工艺，使碳纤维强度和模量同时提升10%以上。兼顾碳纤维的高强度和高弹性率被誉为在技术上有很高的难度。相较于已在航空、航天等高端领域被广泛采用的东丽卡“T1000G”、“T800S”等现有碳纤维，该技术成功地大幅度提高了碳纤维的性能。

东丽公司认为，碳纤维同时获得高拉伸强度和高弹性模量的关键在于碳化过程中的热处理技术及高温设备。在热处理技术方面，温度、牵伸、催化、磁场等许多因素都会影响纤维碳化后的性能。

2014年3月，东丽宣布研制成功的T1100G碳纤维。东丽利用传统的PAN溶液纺丝技术，精细控制碳化过程，在纳米尺度上改善碳纤维的微结构，对碳化后纤维中石墨微晶取向、微晶尺寸、缺陷等进行控制，从而使强度和弹性模量都得到大幅提升。T1100G的拉伸强度6.6GPa，比T800提高12%（在日本东丽官网最新的说明书中，T1100G强度已修改为7.0GPa）；弹性模量324GPa，提高10%，正进入产业化阶段。

同时，东丽公司通过对树脂的分子构造和固化反应进行精确控制，有效压缩了分子链之间的空隙，提高了分子网络的致密程度，打破了高模量与高韧性无法共存的技术难题，从而研发出二者兼得的高性能3940号系列树脂。将3940号树脂与世界上强度最高的T1100G碳纤维结合，就产生了世界上强度最高的碳纤维复合材料。其拉伸强度和抗冲击性能与前一代产品相比，大幅提升了30%；同时，抗压能力和抗剥离性能也有了不小的提升，而这些都是航空航天工业所看重的技术指标。

关于T2000

理论上碳纤维的拉伸强度可以达到180GPa，拉伸模量更是在1020GPa左右。

来源：贺福/碳纤维及石墨纤维

有消息称（关于此消息，官方网站没有正式公布，还有待于证实），日本东丽公司正在研究T2000级别碳纤维，强度达到60GPa，是T1000级碳纤维强度的十倍！关于T2000是怎么研制出来的有如下说法：

（1）第三单体。碳纤维引入第三单体的思路是在第三单体引入后，可以形成某种结构。这种结构在炭化时候极易形成六元网格结构，可以作为六元网格结构的形核中心，在炭化时六元网格以其为核心进行生长。

（2）恒张力纺丝。在纤维生成的任何一段，受到的拉力一致，这样才会均匀，性能才会稳定，这也是国内碳纤维不稳定的一个因素。

（3）T2000级别碳纤维聚合的时候不使用引发剂，使用辐照触发丙烯腈聚合。

（4）日本东丽目前能将碳纤维CV值降低到0.1。

来源：日本东丽官网、碳纤维研习社

碳纤维及其复合材料会场报告安排

主论坛

联合主席：薛群基院士、刘忠范院士

12月18日上午
参考话题	报告人/单位
开幕式	院士致辞，中国科学院、中国工程院
制造业强国战略及新材料产业发展	待定
待定	刘云圻中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员
碳纤维及其复合材料发展现状及动向	李仲平中国工程院院士，中国运载火箭技术研究院航天材料及工艺研究所所长，研究员
金刚石等超硬材料发展应用现状及未来	待定
我国石墨产业发展现状及未来趋势	沈万慈清华大学教授

分论坛

执行主席：祝颖丹研究员

12月18日下午
参考话题	报告人/单位
航空复合材料技术发展的挑战与创新	益小苏航空工业制造院科技委副主任
碳纤维在制造业应用及其自动化量产技术进展	余木火东华大学教授
碳纤维市场分析及产业化之路	沈真江苏恒神股份有限公司技术顾问
碳纤维复合材料产业链布局及强盛之道	康得复合材料有限责任公司/威海光威复合材料股份有限公司（拟定）
碳纤维关键技术和低成本策略	吕春祥中科院山西煤炭化学研究所副所长、研究员
国产干喷湿纺高性能碳纤维及其应用	陈秋飞中复神鹰碳纤维有限责任公司副总经理
Recycled Carbon Fibre for Cost Effective Lightweighting （低成本轻量化用再生碳纤维）	Frazer Barnes ELG碳纤维公司董事、总经理
12月19日上午
碳材料在汽车领域的开发及应用	王旭北京汽车研究总院副院长
碳纤维复合材料产品的正向研发	洪清泉上海波客实业有限公司总经理
碳纤维复合材料高速成型制备技术	福井武久博士日本栗本铁工所
待定	许晟 Plataine公司中国区总经理
汽车工业复合材料轻量化技术的发展及应用	祝颖丹中科院宁波材料技术与工程研究所研究员
碳纤维热塑性复合材料设计、加工及应用挑战	科思创/朗盛/台塑/陶氏（拟定）
复合材料结构设计和加工工艺	待定
12月19日下午
中国高速列车碳纤维复合材料应用研究	丁叁叁中车青岛四方机车车辆股份有限公司副总工程师
复合材料自动化技术介绍	Fives group/ Coriolis/ ElectroImpact/ Mikrosam (拟定)
碳纤维复合材料在拉力赛车里的应用	滨田泰以教授日本京都工艺纤维大学
碳纤维复合材料及其制品性能检测	待定
碳纤维复合材料在风电叶片上的应用研究	卜继玲株洲时代新材料科技股份有限公司高级工程师
连续碳纤维增强聚醚酮酮复合材料的研究	谭洪生山东理工大学教授

CEO闭门峰会

活动亮点

领军企业聚首，指点行业发展

20+CEO密谈企业发展战略，制胜之道

30+上下游企业合力打破信息壁垒，迈向高端

国内企业如何将产品打造成国际IP，走向全球

活动时间和地点

时间：2017年12月17日18:30-21:00

地点：北京九华国际会展中心

参与人群

碳纤维及其复材领域知名公司（副）董事长、（副）总裁、CEO、CTO、技术顾问

知名投融资单位

碳纤维及其复材领域领军专家

名额：30人以内

部分出席人员

单位	姓名	职位
中科院化学研究所	徐坚	研究员
河南永煤碳纤维有限公司	蒋元力	董事长
航空工业制造院	益小苏	科技委副主任
江苏恒神股份有限公司	钱京	董事长
江苏恒神股份有限公司	沈真	技术顾问
中复神鹰碳纤维有限责任公司	刘芳	总经理
中科院山西煤炭化学研究所	吕春祥	副所长、研究员
东华大学	余木火	教授
北京汽车研究总院	王旭	副院长
中复神鹰碳纤维有限责任公司	刘芳	总经理
中科院宁波材料技术与工程研究所	祝颖丹	研究员
中车青岛四方机车车辆股份有限公司	丁叁叁	副总工程师
大连兴科碳纤维有限公司	程显军	董事长
中安信科技有限公司	王永生	总裁
山西钢科碳材料有限公司	周宜洲	董事长
深圳市润金工业产品有限公司	刘景明	总经理
株洲时代新材料科技股份有限公司	卜继玲	高级工程师
浙江精业新兴材料有限公司	夏建明	总经理、副董事长
上海波客实业有限公司	洪清泉	总经理